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电大水利水电工程毕业论文

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广播电视大学开放教育

陕西广播电视大学水利水电工程本科

毕业论文

折家山小型拦沙坝典型设计 姓名

学 号 1561001259522 专 业 水利水电 指导教师

教育层次 本科 省级电大 陕西 分 校 榆林 教 学 点 子洲

折家山小型拦沙坝工程特性表

水系 建设地点 地理 坐标 建设性质 控制面积( km) 工程 规模 总库容(万 m) 拦泥库容(万 m) 设计 / 校核洪水重现期 淤积年限(年) 型式 施工方式 坝高( m) 坝顶长( m) 拦沙坝 坝顶宽( m) 坝坡比 上游 下游 3332无定河 子洲县 X Y 37°17′18″ 109° 57′ 25 ″ 新建 0.91 18.24 11.26 50 10 均质土坝 碾压 17.5 75 4.0 1:2 1:1.5 ~ 1:1.5 2.53 32.03 型式 明渠段 总长度( m) 断面尺寸( m) 矩形 40.20 宽×高 0.6 × 0.7 型式 溢洪道 总长度( m) 断面尺寸( m) 宽×高 3土方(万 m ) 主要工 程量 石方( m) 混凝土( m) 合计(万 m) 投工(万工时) 总投资(万元) 投资 投资(万元) 3.38 427.70 0.29 3.42 1.61 58.21 58.21 333地方匹配(万元) 防洪保护( hm) 效益 淤地面积( hm) 222.32 灌溉( hm) 养鱼(尾) 单位库容投资(元 /m ) 32坝体方量(万 m) 投资(万元) 反滤体 型式 尺寸(高) 型式 总高度( m) 放水设 断面尺寸施 ( m) 每台高度( m) 宽×高 3.19 5.17 17.02 25.09 单位拦泥投资(元 /m ) 单位工程量投资(元 /m) 卧管 9.4 0.6 单位淤地投资(元 /hm ) 333单位工程量换库容( m/m ) 5.33 32单位淤地面积拦泥( m/hm) 4.85 0.6 ×0.6 主要材 料用量 水泥( t ) 43.18 直径 宽×高 钢材( t ) 木材( m) 沙子( m) 33进水口尺寸 (m) 型式 输水洞 (管) 0.18 × 0. 18 1.39 1 11.86 2012.3 2012.7 直径 拱涵 46 计划 施0.6 × 1. 0 工 柴油( t ) 开工时间 竣工时间 总工期 洞(管)身长度( m) 宽×高 断面尺寸( m) 直径 4 个月 1

1 综合说明 ............................................................................ 3 1.1 工程概况 ............................................................................ 3 1.2 水文计算方法 ........................................................................ 3 1.3 工程主要参数 ........................................................................ 3 1.4 主要工程量 .......................................................................... 4 2 基本情况 ............................................................................ 5 2.1 地形地貌 ............................................................................ 5 2.2 气象、水文 .......................................................................... 5 2.3 社经情况及治理现状 .................................................................. 6 2.4 工程地质 ............................................................................ 6 3 水文计算 ............................................................................ 8 3.1 设计洪水标准确定 .................................................................... 8 3.2 设计洪峰流量计算 ................................................................... 8 3.3 设计洪水总量计算 ................................................................... 8 3.4 输沙量计算 .......................................................................... 9 4 工程设计 ............................................................................ 10 4.1 工程组成及设计标准 .................................................................. 10 4.2 水位~库容、面积关系曲线 ............................................................ 10 4.3 库容确定 ............................................................................ 10 4.4 坝体设计 ............................................................................ 11 4.5 放水工程设计 ........................................................................ 13 5 工程量计算 .......................................................................... 21 5.1 坝体土方量计算 ...................................................................... 21 5.2 放水工程方量计算 .................................................................... 21 6 施工组织设计 ........................................................................ 22 6.1 施工条件 ............................................................................ 22 6.2 施工进度计划 ........................................................................ 23 6.3 施工导流方案 ........................................................................ 23 6.4 工程渡汛 ............................................................................ 23 6.5 施工方法、技术与质量要求 ............................................................ 24 6.6 主要材料与设备管理 .................................................................. 26 7 移民占地 ............................................................................ 27 8 环境保护 ............................................................................ 28 9 工程建设期水土保持防治方案 .......................................................... 29 9.1 工程组成及征占地 .................................................................... 29 9.2 工程建设期土石方量测算 .............................................................. 29 9.3 水土流失防治责任范围及防治分区 ...................................................... 30 9.3.2 防治分区 ......................................................................... 30 9.4 水土流失预测 ........................................................................ 30 9.5 水土流失防治目标及防治措施总体布局 .................................................. 31 9.6 本方案水土流失防治措施设计 .......................................................... 32 9.7 水土保持监测 ........................................................................ 33 9.8 水土保持投资估算 ................................................................... 35 10

工程概算 .......................................................................... 39

10.1 编制原则和依据 .................................................................... 39

1

10.2 基础单价 .......................................................................... 40 10.3 费用标准 .......................................................................... 41 10.4 工程总投资 ........................................................................ 44 10.5 资金筹措 .......................................................................... 44 11 效益分析 ............................................................................ 45 11.1 基础效益 .......................................................................... 45 11.2 经济效益 .......................................................................... 45 11.3 生态效益 .......................................................................... 45 11.4 社会效益 .......................................................................... 45

附表

附表 1 折家山小型拦沙坝总概算表 附表 2 分部分项工程投资概算表

附表 3 折家山小型拦沙坝费用概算表

附表 4 折家山小型拦沙坝勘测设计费概算表、监理费概算表 附表 5 折家山小型拦沙坝工程单价汇总表 附表 6 主要材料预算价格汇总表 附表 7 施工机械台班费汇总表

附表 8 主要工程量、工时数和材料量汇总表 附表 9 折家山小型拦沙坝工程单价分析表

附图

附图 1 小流域坝系总体布局图(所在沟道的布局图)

附图 2 平面布置图

附图 3 坝高~库容、淤地面积曲线

附图 4 土坝设计图(包括坝体横断面图、坝轴线沟道横断面图、结合槽以

及排水沟等细部构造详图)

附图 5 放水工程设计图(平面、纵横剖面图及详图等)

1 综合说明

1.1 工程概况

折家山小型拦沙坝位于无定河一级支流淮宁河流域上游右岸 内的三级支沟中, 工程区地处陕西子洲县境内的裴家湾镇, 距子洲县 城

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约 44km。坝址区土地大部分为梁峁坡地,水土流失极为严重,种 植效益较低。建设该拦沙坝的主要作用是全拦全蓄该沟道的洪水和泥 沙。

折家山小型拦沙坝拟定坝高 17.5m,建筑物由坝体和放水工程 二大件组成,控制流域面积 0.91km,总库容 18.24 万 m,拦泥库 容

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11.26 万 m ,淤积年限 10 年。 1.2 水文计算方法

折家山拦沙坝工程设计中的水文泥沙资料, 是直接利用 《无定河 粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究水文成果报告》 中的 计算成果值。

根据现场勘查确定的坝址位置和工程建设规模, 该工程设计洪水 标准为 20 年一遇,校核洪水标准为 50 年一遇,设计淤积年限取 10 年。

3

1.3 工程主要参数

通过在万分之一地形图上量算坝控面积、 沟道长度和比降, 分析 计算设计洪水总量、 洪峰流量和淤积库容, 经调洪演算之后确定总库 容。

折家山小型拦沙坝控制面积 0.91km,总库容 18.24 万 m,淤积 库容 11.26 万 m,滞洪库容 6.98 万 m,坝高 17.50m,坝顶长 75m, 坝顶宽 4.0m,上游坝坡坡比为 1:2,下游坝坡坡比为 1:

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3

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1.5 。在距 沟底 10m处设一马道,马道宽 1.5m。铺底宽 66.75m。

设计淤泥面高 程▽ 1013.97m,校核洪水位▽ 1016.35m,坝顶高程▽ 1017.50m。 折家山小型拦沙坝放水建筑物由卧管、消力池、涵洞、明渠、明 渠陡坡段出口消力池及尾水渠组成。

卧管工程采用分级涵卧管, 卧管断面为 0.6 m×0. 6m,纵坡为

3

1/2 , 台阶高为 0.6m,最低放水孔高程▽ 1008.10m,最高放水孔

高程为 ▽1015.90m,卧管垂直高度为 9.4m。每台阶设一孔,共 14 个台阶。 放水孔尺寸为 0.18 ×0.18m。

消力池底部高程为▽ 1005.5m,消力池深 0.5m,宽 1m,长

3m; 涵洞进水口高程▽ 1006.0m,出水口高程▽ 1005.m,涵洞断

面 尺寸为 0.6 m×1. 0m(矢高 0.3m),长度 46m,比降

i=1/100 ;明渠断 面 0.6 m×0. 7m,长度 10m,比降 1/100 ,

明渠陡坡段断面 0.6 m×0.7m, 长 17.20m,比降 1: 3。

出口消力池底部高程为▽ 999.5m,消力池深 0.5m,宽 1m,长

3m; 尾水渠断面 0.6 m×0. 7m,长度 10m,比降 1/100 。 1.4 主要工程量

总工程量:用土方 3.38 万 m;石方 427.70m;混凝土

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3

0.29m。 材料用量为:水泥 43.18t ;木材 1.39m;柴油 11.86t ;块石 461.92 m;砂子 1 m。

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33

4

2 基本情况

2.1 地形地貌

折家山拦沙坝库区位于子洲县淮宁河上游右岸三级支沟, 行政区 划隶属于陕西榆林市子洲县的裴家湾镇所辖。地处东经 109° 57′

25″,北纬 37° 17′ 18″。该流域地质构造单元上属鄂尔多斯地台

向斜的一部分, 在沉积岩系和新生代红土层地形上广覆很厚的风成黄 土,位于陕北黄土高原的北缘地带。由于地壳垂直上升运动,加剧了 土壤侵蚀,形成黄土丘陵沟壑地貌。地形破碎,坡陡沟深,沟谷地面 积约占总面积的 59%以上,沟壑密度大,为 3.km/km。该坝流域面 积为 0.91km,从上游到下游主沟道端面呈宽窄相间的“∨”形,沟 底平缓。

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2

2.2 气象、水文

工程所在区属典型的该流域属性季风性气候, 四季分明, 春 季干旱多风,夏季炎热,秋季凉爽,冬季寒冷。据当地气象站建站以 来资料统计,多年平均气温 10.2 ℃,极端最高气温 38.9 ℃,极端最 低气温 -20.3 ℃,多年平均无霜期 192天,平均风速

1.5m/s ,最大风 速 15m/s,最大冻土深度 95cm,流域内多年平均

降水量 6.8mm,多 集中在汛期 7-9 月份,占全年降雨量的

67.7%,年最大降雨量 8mm, 其特点是年际变化大,年内分布不均

匀,降雨多以暴雨形式出现,历 时短,强度高,灾害性大。多年平均蒸发量 1785mm,该流域多年平 均侵蚀模数为 1.67 万 t/km

2

·a。

一般每年 11 月低冻结,到第二年 3 中旬月份解冻。自然灾害主

要为旱灾和沙尘暴。

表 2-1 流域水文气象特征表

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气温(℃) 年最高 ≥10° 年日照 时数 无霜期 大风日 年降水量 (mm) 最大 最小 多年平均 年最 多年平 积温 低 均 多年 暴雨次数 平均 (℃) (h) (d) 192 数(d) (次/年) 1.6 38.9 -20.3 10.2 3442.1 2637 6 8 280 6.8 2.3 社经情况及治理现状

该工程属无定河一级支流淮宁河支流上。 涉及裴家湾镇柏山则一 个行政村。该村总户数 85户,总人口 300 人,总劳力 120 个,总耕 地面积为 81hm,人均耕地 0.27hm,人均基本农田 0.06 hm,农业生 产以粮食为主,主要农作物有玉米、谷子、土豆等,粮食总产量 8.7 万 kg,人均粮食 290kg,人均收入 3500 元。其次兼营林、牧、副业, 经济发展主要依靠农业和牧业和外出打工, 但由于自然条件差, 耕作 方式落后,种植结构单一,故产出效益低下。村、社教育相对落后, 群众对新文化、新技术了解程度滞后。

现有主要植被乔木林有柳树、 杨树,灌木林主要是柠条、 紫穗槐, 经济林为苹果、红枣等,人工草地为苜蓿、沙打旺,植被覆盖率为 37.8%。

牧业在封山禁牧的要求下, 主要以户圈养为主, 牲畜主要以 猪、羊为主,有少量大牲畜,没有形成规模的养殖业。

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2

2

2.4 工程地质

工程所在流域形状接近柳叶形, 地势大致由南向北倾斜, 地质构 造属鄂尔多斯台地。 坝址河床处沟道两岸被黄土层覆盖, 右岸下部红 胶土层高约 18 米,上部黄土层高约 40米,左岸黄土层高约 80 米, 上部为沟壑纵横、支离破碎的黄土丘陵梁、峁、沟地形,土质主要为 轻粉质壤土,可左岸取土,储量能够满足工程施工和今后加高的需要。

根据外业现场调查,目前坝址所在沟道无常流水。

6

根据以上地形地质条件,该坝址处适宜修建均质土坝,坝基、坝 肩结构完整,无软弱带和裂隙发育,两岸边坡无冲沟,无倾向下游的 滑动面,适宜布设放水工程,坝基可修建齿墙,或开挖结合槽,不会 引起坝基渗漏。

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3 水文计算

3.1 设计洪水标准确定

根据《技术规范》要求确定设计标准。 设计洪水频率: P设=5%( 20 年一遇洪水)

校核洪水频率: P校=2%( 50 年一遇洪水) 工程设计淤积年限

10 年

3.2 设计洪峰流量计算 折家山拦沙坝设计频率洪峰流量模数资料,

是直接利用黄委会水 文局《无定河粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究单坝水 文计算》成果。折家山拦沙坝不同设计频率洪峰流量。见表 3— 1。

表 3— 1 折家山拦沙坝不同设计频率洪峰流量表

设计洪峰流量 频率% 重现期 洪峰流量模数 32(m/s · km洪峰流量) 10 10 28.07 5 20 35.09 3.3 30 37.19 2 50 42.11 1 100 49.12 0.5 200 56.14 0.33 300 60.70 (m3/s) 25. 31.93 33.85 38.32 44.70 51.09 55.24 3.3 设计洪水总量计算

折家山拦沙坝设计频率洪水总量模数资料, 是直接利用黄委会水 文局《无定河粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究单坝水 文计算》值。折家山拦沙坝不同设计频率洪水总量模数。见表 3—2 表 3— 2 折家山拦沙坝不同设计频率洪水总量表

设计洪水总量 频率% 重现期 洪水模数 32(万 m· km) 洪水总量 3(万 m) 10 10 4.08 5 20 5.37 3.3 30 6.07 2 50 7.67 1 100 9. 0.5 200 11.52 0.33 300 12.74 3.71 4. 5.53 6.98 8.68 10.48 11.59 8

3.4 输沙量计算

折家山拦沙坝设计平均输沙模数资料, 是直接利用黄委会水文局 《无定河粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究单坝水文 计算》值。该坝址所在区域多年平均输沙模数采用 1.67 万 t/km

2

.a, 通过计算,折家山控制范围内年均输沙量为 1.126 万 t 。

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4 工程设计

4.1 工程组成及设计标准 4.1.1 工程组成

该工程结构组成为两大件, 即坝体、放水建筑物。 根据实地勘测, 放水工程布设在坝肩右岸,由卧管、输水涵管、明渠、陡坡、消能设 施、尾水渠组成。坝型为均质碾压式土坝,具体布设详见工程总体平 面布置图。

4.1.2 工程等别和标准

依据《水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术》 (GB/T153.3-

2008)规范要求,确定设计标准为:

设计洪水标准: P 设=5% 校核洪水标准: P 校=2% 工程设计淤积年限取 10 年

放水工程设计标准为 3天排完 10 年一遇的一次洪水总量。

4.2 水位~库容、面积关系曲线

采用断面法实测库区内沟道的比降及横断面, 计算点绘水位 —库 容、面积关系曲线,计算结果见下表,曲线见附图。

折家山小型拦沙坝水位—库容、面积关系曲线计算表

水位 坝高 库容 淤地面积 水位 坝高 库容 淤地面积 1000 1002 1004 1006 1008 1010 0 2 4 6 8 10 0.00 0.10 0.47 1.20 2.47 4.47 0.00 0.10 0.27 0.47 0.80 1.20 1012 1014 1016 1018 1020 12 14 16 18 20 7.33 11.33 16.87 24.60 35.13 1.67 2.33 3.20 4.53 6.00 4.3 库容确定

工程总库容由滞洪库容和淤积库容两部分组成

4.3.1 淤积库容计算

采用《水土保持治沟骨干工程技术规范》 SL2—2003 规范中公 式计

10

算:

Ws=F·MoN/ r

式中: Ws——多年平均悬移质输沙量,万 m;

3

Mo——侵蚀模数万 t/km ·a,查得 Mo=1.67 万 t/km ·a; F——坝控流域面积 km, F=0.91km; r ——泥沙容重,取 1.35t/m ; N ——淤积年限,年。

则: WS=1.67 ×0.91/1. 35×10=11.26 万 m

3

3

2

2

22

4.3.2 总库容确定 工程总库容由滞洪库容和淤积库容两部分组成。 滞洪库

容按一次校核洪水总量确定,即 VZ=W50=6.98 万m淤积库容即为设计拦泥量 V淤=W=11.26万m工程总库容: V总=18.24 万m

3

3

3

4.4 坝体设计

4.4.1 坝高确定 坝高由拦泥坝高、滞洪坝高、安全超高三部分组成, 即:

H=H拦+H滞+H安。

① 最高洪水位的确定 最高洪水位是与总库容水位相对应的高程,由 V

=18.24 万 m, 查水位 - 库容、面积关系曲线得:最高洪水位为

3

1013.97m。

② 拦泥坝高与滞洪坝高的确定

由拦泥库容 V拦=11.26 万 m,查水位 -库容、面积关系曲线得, 拦泥高程为 1013.97m,相应的淤地面积为 2.32hm,拦泥坝高 H 拦

2

3

=13.97m,滞洪坝高 H 滞=2.38m

③ 安全超高的确定

按照《技术规范》 中表 4.4.4 —1 的要求,安全超高 H安取

1.15m。

④ 坝高 H的确定

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H=H拦 +H滞+H安=13.97+2.38+1.15=17.5 ( m)

相应的坝顶高程为 1017.5m,坝顶长为 75m。 ⑤ 施工坝高:

根据《水土保持治沟骨干工程技术规范》 SL2-2003,碾压坝预 留沉陷值为其坝高的 1-3%,取为 3%,该坝高为 17.5m,则预留沉陷 值为

0.525m,因此该坝的施工坝高为 18.025m。 4.4.2 坝体断面设计

由于该坝为推土机碾压法施工的均质土坝,且坝高为 17.5m,按 照《技术规范》中表 4.1.4-2 ,坝顶宽取 4.0m。

根据坝高参照《技术规范》中坝坡坡率表确定为:上游坝坡坡比 为 1:

2,下游坝坡坡比为 1:1.5 。在距沟底 10m处设一马道,马道 宽 1.5m。

坝体铺底宽 B=17.5×2+7.5 ×1.5+10×1.5+1.5+4=66.75m。

( 坝 顶宽 4m) 4.4.3 清基设计

在土坝填筑前,应清除坝基及坝肩范围内的草皮、树根、耕植土 和乱石,清基厚度为 0.5m,同时应清除岩石地基表面松动的石块、 凹处积土和突出的岩石。基础开挖后要求轮廊平顺,避免地形突变, 如开挖后发现破碎带,应视具体情况进行处理。

4.4.4 结合槽(齿墙)设计

坝基结合槽: 为防止坝体与坝基结合处形成集中渗流, 保证坝体 与基础紧密结合,在坝轴线及上游 20m 处布设二道结合槽,结合槽 采用梯形断面,底宽 1.5m,深 1.5m,边坡 1:1.0

坝肩结合槽:为使坝肩与两侧边坡结合紧密, 防止形成绕坝渗流, 在与坝基结合槽相同横向位置设置坝肩结合槽两道, 尺寸同坝基结合 槽。

4.4.5 削坡设计 按照《陕西省水土保持治沟骨干工程技术手册》的要求,坝

体与

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岸坡结合应采用斜坡平顺连接,坝址两岸土质边坡不应陡于 1:1.5 , 石质边坡不应陡于 1:0.5 ,因此实际坝址地质情况,两岸坝顶高程以 下土质边坡应削坡至 1:1.5, 以防止高边坡滑塌。

4.4.6 坝面护坡及排水 工程竣工后,对土坝上游淤积面以上坝坡和下游坝坡

设置护坡, 护坡措施采用生物护坡, 即上下游坝坡处密植紫穗槐。 在下游坝坡处 设置纵、横向排水沟。即坝体与两岸交汇处顺坝坡布设纵向排水沟, 在马道内侧设一条横向排水沟。 纵横向排水沟相互连通, 排水沟采用 浆砌石结构,采用 M5.0 水泥砂浆砌筑及勾缝, 断面尺寸取 0.3 ×0.3m, 详见土坝设计图。

4.5 放水工程设计

4.5.1 放水工程的布设及结构型式 折家山小型拦沙坝坝址表层为黄土层,

根据工程地质、地形条件, 放水工程布设在坝体右端, 为尽可能避免涵管在平面上转弯, 涵洞轴 线与坝轴线基本垂直。 型式上采用涵卧管式建筑物, 此种型式设计与 施工管理较为方便。其结构布置详见工程平面布置图。

放水工程由斜卧管、涵洞、明渠、消能设施、尾水渠组成。

4.5.2 放水流量及放水孔尺寸的确定 4.5.2.1 放水流量确定

依据《技术规范》的要求,放水工程的设计流量按 3—5 日(取

3 日)内排完 10 年一遇的一次洪水总量计算:

Q=W10/ ( 3×800) =(3.71 ×10000)/ (3×800)=0.14m/s 。

4.5.2.2 斜卧管的水力计算及断面尺寸确定

根据地形、地质条件,卧管布设在坝体上游右岸坡上,底坡为

3

1:2.0 。卧管与涵洞连接处设消力池,卧管顶部设置通气孔。 4.5.2.3 放水孔尺寸的确定

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放水孔按 3孔调节,每次开启 2 孔放水,由平板闸门调节控制水 量,设台阶高为 0.60 m ,孔口底宽为 0.18m,高 0.18m,则第一孔 水头为

0.6-0.18/2=0.51m ,第二孔的水头为 0.6 ×2-0.18/2=1.11m , 设计

放水孔的流量计算采用下式:

Q放=μA× 2gH 1+μ A× 2gH 2

3

式中: Q——卧管放水流量( m/s );

μ——流量系数,取 0.62 ; g ——重力加速度,取 9.81m/s ; H ——孔口中心至水面深度( m)。

A——放水孔断面面积( m);

经计算得:

1/2

2

2

Q 放=0.62 ×0.0324 ×( 2× 9.81 × 0.51 ) +0.62

×0.0324 ×(2 ×9.81×1.11)=0.16m/s >Q泄=0.14m/s ,满足泄流要求,故放水 孔断面取 0.18 ×0.18m。

1/2

3

3

4.5.2.4 卧管设计流量的确定

由于考虑水位变化而导致放水流量的调节, 在设计时,根据规范, 卧 管 加 大 流 量 按 正 常 流 量 的 20%计 算 , 卧 管 设 计 放 水 流 量 为 0.14m/s ,卧管加大流量为 0.17m/s 。

3

3

4.5.2.5 卧管断面及结构设计

卧管断面尺寸确定时,考虑到由于水位变化而导致的放水孔调

3 节,比正常运用时的流

量加大 20%,即 Q 加 =0.17m /s 。卧管坡度为 1:2 ,由明渠均匀流公式计算放水流量。

Q=W(C Ri )

式中: Q——泄水流量( m/s );

3

1/2

W ——过水断面面积( m); i ——卧管比降;

14

2

C——系数, C=1/nR ,n 为糙率,取 0.025 ,R为水力半

径,

取卧管宽度为 0.6m,经计算,当卧管底宽 0.6m,比降 1:2 ,正 常水深为 0.07m 时,

1/6

R=W/X=0.057

则 Q=0.18m/s>Q 加大 =0.17m/s

考虑到放水孔水流跌落卧管时的水柱跃起,卧管高度取正常水 深的 4 倍,即 4× 0.07=0.28m ;取为 0.60m。因此确定卧管断面尺 寸为 0.6 × 0.6m(宽*高)。

卧管设计最高放水孔底部高程与滞洪水位大致齐平,取为 1015.90m,通气孔高度取为 1.0m,则卧管顶部高程为 1017.50m; 卧管最低放水孔高程在 1008.10m 处,即卧管最低放水孔高程在淤 积高程以下 5.87m,放水卧管垂直总高度为 9.4m, 14 个台阶。其 结构型式为浆砌石拱涵,采用

3

3

M7.5 水泥砂浆砌筑及勾缝,其结构尺 寸取为:基础厚 0.4m,侧墙底宽 0.7m,顶宽 0.5m,基础外伸长 0.20m; 卧管顶部拱圈厚 0.30m,平桩高 0.6m,起拱半径 0.3m。为增加底板 的稳定,卧管底部每隔 6m做一道 0.5

× 1.0m 的抗滑齿墙并设置伸 缩缝,以增加底板的稳定。详见放水工程设计图 ( 一)。

另外,卧管基础开挖时,对卧管两侧开挖形成的边坡应按照 1:

1 的坡比进行削坡处理。 4.5.3 消力池设计

消力池深度、长度取决于第二共轭水深

h2 2

( 1

8Q2gb2h3

式中: h′——第一共轭水深( m);

h ″——第二共轭水深( m); b ——卧管宽度( m);

γ

——系数,采用 1.1 ;

15

Q g

——卧管加大流量( m/s ); ——重力加速度,取 9.81m/s

2则计算

。 h ″=0.48m

得:

消力池深度 d0=1.1 ×h″ - h 0 式中: h″——第二共轭水深

( m);

h 0 ——坝下输水洞正常水深( m);

则: d0=1.1 ×0.48-0.27=0.26m

取消力池深度 d0=0.5m。 消力池长度 LK=(3-5)h ″

则 Lk=(3-5)h ″ =1.44-2.39 (m),取为 3.0m

消力池宽: b0=b+0.4=1.0m 消力池结构为浆砌石矩形结构, 其顶部为浆砌石拱。 其结构尺寸 取为:基础厚 0.5m,顶宽 0.5m,底宽 1.1m,基础外伸长 0.20m;拱 圈厚 0.3m,平桩高 1.80m,起拱半径 0.50m;采用 M10 水泥砂浆砌筑 及勾缝。

4.5.4 输水涵洞设计

涵洞进口高程 1006.00m,出口高程 1005.m,涵洞全长 46m, 根据规范要求,涵洞比降取为 1%,

由公式:

Q=WC Ri

试算得:当宽度为 0.6m时, 洞内正常水深 0.27m。

3

3

Q=0.18m/s>Q 加 =0.17m/s 涵洞设计为无压流,其净高的 75%为正常

水深,则涵洞净高为: h=0.27 ÷ 75%=0.36m 按规范要求,为便于施工及检修,涵洞净高不得小于 此涵洞断面选用 0.6 ×1.0m。

涵洞结构为浆砌石拱形结构,其结构尺寸取为:拱圈厚 0.3m,

1.0m,因

16

起拱半径 0.30m,平桩高 0.7m,拱座底宽 0.75m,拱座顶宽 0.5m,基 础厚 0.4m,外伸 0.2m,涵洞全部采用 M10 水泥砂浆砌块石,涵洞底部 每隔

10m设一道截水环并设置伸缩缝,以防止渗流, 截水环厚 0.4m, 伸出外壁 0.5m。具体尺寸详见放水工程设计图 ( 二) 。

另外,涵洞基础开挖时,对涵洞一侧开挖形成的临时边坡应按

照 1: 0.75 的坡比进行削坡处理,以保证施工安全。

4.5.5 输水明渠设计

在涵洞穿出坝体后, 涵洞后下接浆砌石明渠将输水涵洞泄水排至 坝体下游沟道。 由于涵洞出口后与原有沟底之间有 5.m 高差,为将 涵洞泄水顺利排入原沟道,明渠采用陡坡段。

具体布设情况为: 涵洞出口后接 10m浆砌石明渠, 该段明渠比降 与涵洞比降一致,为 1/100 ;后接明渠陡坡段,长度 17.20m,根据实 际地形比降为 1:3 。

具体尺寸详见放水工程设计图 ( 二) 。

17

另外,输水明渠基础开挖时,对输水明渠一侧开挖形成的边坡 应按照 1: 0.75 的坡比进行削坡处理。

1、涵洞出口后明渠

长度为 10m,比降与涵洞比降一致, 为 1/100 ,根据公式 Q=WC

Ri

计算,确定明渠断面尺寸为 0.6 ×0.70m。其结构尺寸取为:基础厚

0.4m,顶宽 0.5m,底宽 0.75m,基础外伸长 0.2m;采用 M7.5 水泥

浆砌筑及勾缝。

2、明渠陡坡段

明渠后接陡坡,陡坡进口高程为 1005.44m,根据地形条件,坡 比采用 1:3 ,斜长17.20m,总落差 5.44m,采用矩形断面, M7.5水泥浆

砌石砌筑,底部隔 6m砌一道抗滑齿墙,尺寸为 0.5 ×1.5m,陡坡断 面尺寸由水力计算确定。

1、陡坡起点水深

陡坡起点水深采用临界水深 hK

hk

3

4-8)

3

式中:q 单宽流量( m/s/m );q=0.17/0.6=0.29 m /s/m

α—— 流速分布不均匀系数,取 1.1 ; g —— 重

力加速度,取 9.81m/s 。 经计算得 hK=0.22 m 。

2

2、正常水深 h0

正常水深 h0 由公式 Q=WCRi 试算求得 则:h0=0.08m由于 h0< h K,故水流呈降水曲线。

3、降水曲线计算

18

采用能量平衡法逐段累计法计算,即:

(h2

) (h 21

2g 2g

1

a2v2a1v1

) L(i J)

式中: h1、 h2 ——断面 1、断面 2 的水深( m);

v 1、 v2 ——断面 1、断面 2 的平均流速( m/s); a

1

、 a2——断面 1、断面 2 流速不均匀系数;

g —— 重力加速度,取 9.81m/s ; ΔL —— 1 、 2 断面间的距离( m); i —— 陡坡的坡度;

J —— 平均水面坡降, J=1/2 (J1+J2),任意断面的水 面坡

度可按下式计算 J=n Q/WR

2

2

2

4/3

2

陡坡段水面曲线计算结果见表 4-1 。

陡坡水面曲线计算结果表

表 4-1

断 面 h w v 2 av 2g h 2g av2 X R R4/3 J ΔL ΣΔL J i- J 1 2 3 0.22 0.13 1.30 0.09 0.13 0.08 2.20 0.25 0.08 0.05 3.58 0.65 0.31 1.04 0.13 0.06 0.02 0.05 0.29 0.25 0.25 0.38 0.86 0.09 0.04 0.07 0.20 0.14 2.60 2.85 0.73 0.76 0.06 0.03 0.32 经计算水面线长度为 2.85m,小于实际陡坡长度 17.20m,因此, 陡坡末端水深即为正常水深 0.08m。

因陡坡末端水流流速较小, 故不考虑掺气增加的水深, 则陡坡断 面尺寸确定为 0.6 ×0.70m,长 17.20m,其结构尺寸取为:基础厚 0.4m, 顶宽 0.5m,底宽 0.75m,基础外伸长 0.2m;采用 M7.5 水泥砂浆砌筑 及勾缝。

4.5.6 消能段 陡坡段出口连接消力池消能。

(1)陡坡段消力池的设计

2

3

0.5

d=1.1h 2-h h 2=h0 [(1+8aq /gh 0) -1] /2 h0=h 末 =0.08m。

19

h—消力池下游尾渠的水深, 下游水深 h=h尾 =0.27m。 单宽流量q=Q/B=0.17/0.6=0.29m /s 。

h2=0.08 ×{[1+8 ×1× 0.29 /(9.81 ×0. 08) ] -1}/2=0.44m d=1.1 × 0.44-0.27=0.22m ,消力池深取 0.5m。 2、消力池长度计算

消力池长度 LK=(3-5)h ″

则 Lk=(3-5)h ″ =1.32-2.20 (m),取为 3.0m 消力池宽度与陡坡段同宽,即宽取 0.6m。

2

3

0.5

3

(2) 消力池结构设计

按照《技术规范》 ,消力池侧墙高度为 1.2m ,顶宽 0.5m,底宽

0.9m,基础外延伸 0.2m,底板厚 0.5m。消力池进口和陡坡相接,池

底高程 999.50m,末端和尾水渠相接。

4.5.7 尾水渠设计

为了使水流平缓流入下游沟道, 在消力池末端布设长 10m的尾水 渠,尾水渠断面为矩形断面,根据公式 Q=WC Ri 计算,底宽 0.6m, 高

0.7m,进口高程 1000.00m,出口高程 999.90m,结构尺寸为 : 底板

厚 0.4m,侧墙高 0.7m,顶宽 0.5m,底宽 0.75m,基础外延伸

0.2m, 采用浆砌石结构;出口处设深 2m厚 1m的齿墙一道。

20

5 工程量计算

5.1 坝体土方量计算

坝体碾压土方量按横断面法计算, 根据坝址横断面图, 将其分为 四部分进行计算,清基和结合槽开挖方量按面积×厚度和面积×长 度进行计算,根据地形变化点量出分段长度 Li 及各段平均坝高 hi, 计算各段土方量 Vi ,最后累加,即得坝的总土方量。清基和结合槽 开挖方量按面积×厚度和面积×长度进行计算。 经计算结果如下表:

土坝工程量表

项目 清基土方 结合槽土方开挖 结合槽回填土方 碾压土方 人工挖排水沟 排水沟回填土 排水沟浆砌块石 单位 2 3 数量 m m m m m m 1550 675 675 25301 104 31 58 m3 3 3 3 3 5.2 放水工程方量计算

砌石工程量按各部断面面积×长度,开挖工程量按断面面积× 长度计算,结果如下表。

放水建筑物工程量计算过程表

项目 卧管 消力池 涵洞 明渠 陡坡 出口消力池 尾水渠 建筑 材料 断面尺寸 (m) 长度(m) 程 量工 ( m3 ) 土方开挖 土方回填 备注 砌体 浆砌石 0.6 × 0.7 20.84 浆砌石 1.0 × 0.5 浆砌石 0.6 × 1.0 浆砌石 0.6 × 0.7 浆砌石 0.6 × 0.7 浆砌石 0.6 × 0.5 浆砌石 0.6 × 0.6 1500 144 1840 270 4 81 270 300 29 368 93 16 84.7 33.0 145.1 24.0 40.9 13.5 28.5 陡槽 宽×高 宽×高 宽×高 宽×高 宽×高 宽×高 3 46 10 17.2 3 10 21

6 施工组织设计

6.1 施工条件

6.1.1 交通、水电条件

坝址区南距子洲县 44km,乡村道路沿主沟道通至柏山则村,在 该坝建设前, 要在坝址处需要修建临时上坝道路; 小流域片内的水源 条件较好,施工用水较方便;低压电网已通到住户,距坝址最远不超 过 200m,工程建设电源供给有保障。

6.1.2 建筑材料及施工机械

(1)土料

应就近取土, 并尽量利用坝址左岸粘粒含量较大的粉质壤土, 少 用砂壤土;土壤中有机质含量不应超过

2%,水溶盐含量不应超过

1.5%,上坝前应将块状土敲碎。

(2)砂料:利用天然河砂。要求砂子坚硬密实,洁净,耐风化, 砂中的粘土、淤泥含量少,砂的细度模数一般以 较好,砂的自然容重为 1.4-1.6t/m 。

(3)石料:流域下游分布的岩石,强度和抗风化能力符合施工 要求。料石厚应在 20-30cm,外形方正,宽度为厚度的 1-1.5 倍,长 为厚度的 2.5-4 倍,质地均匀,没有裂缝,抗压强度不小于 MU30; 块石厚度在 20-30cm,外形应大致方正。施工前,应将尖角打掉,泥 土和污物要冲洗干净, 为避免石料吸收胶结材料中的水分, 砌筑前应 保持石料湿润。

(4)水泥:应采用一般的普通硅酸盐水泥,水泥标号选用同龄 期砂浆标号的 4-5 倍,砼标号的 2-2.5 倍。水泥在运输和存放保管中, 应防雨防潮,以防止水泥变质,并尽量在出厂后 2-3 个月内用完。

3

F·M=2.2-3.0 之间

6.2 施工进度计划 折家山拦沙坝施工进度横道图见表 6— 1。

22

表 6— 1 折家山小型拦沙坝建设施工进度横道图

工程项 目 进度计划表 施工内容 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 清基 坝体 结合槽开挖和回填 坝体填筑 基础开挖 放水建 筑物 涵洞 卧管、明渠等 施工场地整治 取土场平整及造林 坝坡排水沟修筑 坝坡植物防护 6.3 施工导流方案

主沟道无常流水,属于季节性沟道,为保证工程安全度汛,应考 虑施工导流。 本工程施工导流方式采用涵洞导流方式。 根据施工进度 安排,在汛前 5 月底前卧管要求做到防汛洪水位以上, 坝体填筑达到 防汛坝高,使工程在施工过程中达到防御设计频率一次洪水总量的要 求。在施工期间,应保证坝体上游不蓄水,对于常流水和降雨产生的 径流所占库容,应及时排空,确保坝体运行安全。

6.4 工程渡汛

工程施工期防汛工作由施工单位负责, 组建抢险队伍, 配备防汛 抢险物资, 制订工程施工期防汛预案, 并在子洲县防汛指挥部建档立 案备查。进入汛期后, 工程建设区行政村与子洲县防汛指挥部应保持 24 小时专线联系,随呼随应,保证通讯线路的畅通和水汛情报的及 时传递, 施工单位派专人随时注意坝内水位变化, 以及时准确无误的 提供汛情, 保证施工期防汛安全, 防止超频率洪水引起的工程意外事 故。工程竣工验

23

收后由工程管护单位负责, 并纳入子洲县防汛的职责 范围。每年汛前,管护单位应配合业务主管部门对工程进行一次全面 检查,发现险情及时组织抢险,并负责组织好抢险队伍,准备充足的 防洪物料,保证工程安全渡汛。

6.5 施工方法、技术与质量要求 折家山拦沙坝施工方法采用碾压式施工,

在施工技术、质量要 求上应注意以下几点:

1)坝体填筑前,首先清除坝基与岸坡的浮土、杂物,一般要求 0.40m以上,清基完成之后,经验收合格方可回填。

2)坝体铺土要求: 坝体填筑土料要求坝基表面含水量控制在设 计

要求范围内,然后铺土压实;填筑的土料要求均质,土料含水量要 求再

15%~ 18%;铺土应沿坝轴线方向铺土,人工夯实铺土厚度应不 超过 0.30m,机械履带碾压铺土厚度为 0.2 ~0.25m,羊角碾碾压铺土 厚度 0.2 ~0.30m。

3)压实要求:坝体压实应根据涂料性质、含水量和压实工具来 确

定铺土厚度与夯碾次数, 一般情况下, 坝体土方的压实系数不小于

0.93 ;小型拦沙坝应尽量使用机械碾压,采取进退错距法,两次错车 碾

迹重叠 10~15cm;土坝与岸坡、土坝与涵洞结合部位机械碾压不 到的地方必须采用人工或蛙式打夯机夯实,铺土厚度为

0.10m~

0.15m,夯迹应重合 1/3 ;铺土前应对夯实表土刨毛、洒水。坝基表 面

应撒水、压实。

4)坝体分段施工时,应清除接头表土,削成台阶,形成梳状齿 5)坝体竣工时的坝顶高程,应预留足够的沉陷缝。

6)土坝整坡:土坝施工期间,每夯实升高一层,应按照设计坡 比

随时进行整坡,要求整个坝坡均匀一致。

7)放水工程施工要求: 本次小流域坝系中,放水工程中的卧管、

24

消力池、放水涵洞、陡 坡、明渠等均采用浆砌石结构。 砌石采用挤浆法施工, 保证砂浆饱满, 严禁出现垂直通缝和水平通缝; 浆砌石工程的外型尺寸应符合设计要 求,铺浆必须全面、均匀,无裸露石块;砂浆原材料、配合比、强度 应符合工程设计要求, 具有适当的流动性和良好的和易性, 以保证砌 体灰缝充分填满和压实。现场可用直观法检查,即用手捏成小团,以 指缝不出浆,松手后不松散为度。砂浆宜用细砂,水泥用普通硅酸盐 水泥,砂浆应随拌随用,严禁使用超过初凝时间的砂浆;石料应经过 挑选,质地均匀、坚硬,无裂缝,不易风化,尽量选用较大的石料砌 筑。应具有耐冻和抗浸蚀的性能。石料极限抗压强度在 Mu30以上, 要求上下两面大致平整、无尖角、无风化屑,厚度宜大于 0.2m。施 工完成后,要用湿草帘养护至少 14 天。用块石填腹时,填腹石的灰 缝应彼此错开, 水平灰缝宽度不得大于 3cm;竖向灰缝不得大于 4cm; 砌筑镶面石宜用一顺一丁或两顺一丁的砌法; 砌体表面的勾缝, 应在 砌筑时留出 2cm深的空缝, 随即用水泥砂浆将缝勾完。 否则应待砌体 砂浆凝固后,将空缝清洗干净再勾缝。砌体表面勾缝可采用平缝。勾 缝所用砂浆标号, 不应低于砌体所用的砂浆标号。 勾缝砂浆必须单独 拌制,不得与砌体砂浆混用。 勾缝前,要先剔缝, 应将缝槽清洗干净, 无残留灰渣和积水,并保持缝面湿润。清缝深度水平缝不小于 竖直缝不小于 4cm。

3cm,

8)施工场地防治技术要求:坝体工程施工结束后,应对取土场

采取平整后恢复植被, 对下游坝坡采取植物护坡, 在坝体与岸坡结合 处修筑坝坡排水沟,防止发生新的人为水土流失。

6.6 主要材料与设备管理

工程施工前应做好取土场选择与规划, 从时间、 空间和质量上满 足施工要求;石料、卧管盖板的加工场地应离施工场较近,以减小材 料的运

25

输;工程施工采用的是 74kw 推土机推土上坝,在施工场地合 理放置,减少对工程施工的影响。

26

7 移民占地

折家山小型拦沙坝校核高程淹没范围内无住户; 淹没耕地 25 亩; 淹没零星树木 70 株;建设征地 10.8 亩,其中永久占地 3.68 亩,临 时占地 7.12 亩;

表 7-1 移民淹没补偿投资估算表

编号 项目名称 第一部分 农村安置补偿费 耕地 旱地 1 水地 2 人工草地 三 建设用地 水地 1 旱地 2 四 零星树木及坟墓 (一) 果树 (二) 经济林 (三) 用材林 (四) 灌木林 (五) 坟墓 第二部分 专业项目补偿费 农村道路 低压线 二 三 通讯线 四 广电线路 五 低压变电设备 第一至二部分合计 第四部分 费用 勘测设计费 二 实施管理费 三 技术培训费 四 监理监测评估费 一至四部分合计 基本预备费 静态总投资 一二一一单位 数量 亩 亩 亩 25 单价 合价 ( 万(元 ) 元 ) 2.79 2.25 900 2.25 0.33 亩 亩 3.68 900 0.33 0.21 株 株 株 株 个 70 30 0.21 亩 m m m 台 % % % % 3 3 0.5 1.5 2.79 2.79 2.79 2.79 3.01 % 2 2.79 0.22 0.08 0.08 0.01 0.04 3.01 0.06 3.07 27

8 环境保护

工程建设区生态环境十分脆弱,是国家水土流失重点治理区之 一,工程建成后,对坝控面积内的洪水泥沙有效拦蓄和调节,使水土 流失得到了有效控制, 避免了土壤养分的流失, 改善了生物生长的土 壤环境, 有利于生物的生长发育, 有效减少进入下游河道的泥沙特别 是粗颗粒泥沙,减轻下游河道的淤积速度;工程在设计淤积年限内, 坝内始终处于蓄水状态, 能够形成一定的水面, 这不仅可以增加区域 环境的美感,而且可以湿润空气,调节局部小气候,有利于两岸生物 的生长,加快周围植被生长速度,改善生态环境。

坝内蓄水后,由于当地风大,而且频率高,岸坡较陡,库区两岸 经常会受到波浪的冲刷,地质为湿陷性黄土,可能形成塌岸。因此, 坝内蓄水后,库区淤积会加快。

28

9 工程建设期水土保持防治方案

工程区属黄土丘陵沟壑区第一副区,水土流失类型主要以水蚀为主,土 壤侵蚀强度属剧烈侵蚀区。在工程建设过程中,由于坝基清理、坝体填筑和 放水建筑物基础开挖、施工场地及施工生活区占压地表、临时道路工程开挖 等,必然对原地表及植被造成破坏和占压,同时将产生大量的弃土弃渣。如 不及时加以采取措施进行防护,妥善处理废弃物,势必造成新的水土流失。

根据“谁开发、谁保护,谁造成水土流失、谁治理”的原则,确定工程 建设方应承担的水土流失防治责任与义务,分析并有针对性地拟定本工程水 土流失防治对策与措施布局,是工程建设方实施治理措施和水行政主管部门 进行监督管理和竣工验收的技术依据。是有效防治水土流失、保护和改善生 态环境的前提,也是工程综合效益得到充分发挥的保障。

9.1 工程组成及征占地

本工程由主体工程和附属工程组成,其中:主体工程包括坝体和放水建 筑物二大件, 附属工程包括施工场地、 施工生活区、 取土场和临时施工道路 各部分占地面积及占地类型见表 9— 1。

表 9— 1

项目 坝体工程 主体 工程 放水工程 小计 工程建设占地类型和占地面积表

永久征占地 临时占地 小计 单位: hm

占地类型 荒沟 荒地 2

0.19 0.03 0.21 0.02 0.01 0.03 0.29 0.02 0.21 0.04 0.25 0.29 0.02 0.16 取土场 施工场地 坡耕地 坡耕地 坡耕地 施工道路 合计 0.16 0.21 0.51 0.72 9.2 工程建设期土石方量测算

根据主体工程设计,本工程建设期间的土石方工程量主要来源于坝体工 程剥离表土、 开挖回填土方、 放水建筑物开挖等。 本工程土方开挖总量为

33

0.69 万m,回填总量 2.69 万m。

29

9.3 水土流失防治责任范围及防治分区 9.3.1 防治责任范围

依据《开发建设项目水土保持技术规范》有关规定,建设项目水土流失 防治责任范围包括项目建设区和直接影响区两部分。项目建设区指开发建设 单位项目建设征用、占用、租用及管辖等的土地范围;直接影响区指项目建 设区以外由于开发建设活动而造成水土流失或危害的范围。

根据主体工程设计中提供的工程建设规模、占地类型及数量,结合现场 勘测,通过在 1:10000 地形图上量算, 确定本工程水土流失防治责任范围为

0.91hm。其中:工程建设区占地面积 0.72hm,直接影响区占地面积 0.19hm表 9— 2 工程建设防治责任范围表

行政 区域 建设项目 主体 工程 子洲 坝体工程 放水工程 22

2

单位: hm

2

项目建设区 永久占地 临时占地 小计 直接影 防治责 任直接影响区 范围 范围 响区 0.19 0.03 取土场 施工场地 施工道路 合计 0.02 0.01 0.29 0.02 0.16 0.51 0.21 0.04 0.29 0.02 0.16 0.72 0.04 0.01 0.11 0.01 0.03 0.25 0.04 0.40 0.03 0.19 外围 5m的范围 两侧各 5m范围 外侧 5m范围 两侧各 2m范围 两侧各 2m范围 0.21 0.19 0.91 9.3.2 防治分区

依据主体工程布局、施工工艺、建设时序、对水土流失影响因素、区域 自然条件等特点,结合不同场地水土流失特征及防治重点、土地整治后的利 用方向等因素进行水土流失防治分区。本项目划分为坝体工程防治区、取土 场防治区、施工场地防治区、临时道路防治区共 4 个防治分区。 9.4 水土流失预测

工程建设区位于黄土丘陵沟壑区第一副区,属于无定河中游粗泥沙集中 来源区,水土流失类型以水力侵蚀为主,根据当地水文手册查出项目区多年 平均原地貌侵蚀模数为 16700t/km·a。

扰动地貌侵蚀模数引用相似区域水土流失科研成果中的实验资料,经过 综合分析确定。 本工程扰动后侵蚀模数的确定引用无定河流域基金项目: 《无 定河流域开发建设项目新增水土流失研究》中的实验成果资料,该项目

2

30

主要 是研究天然降雨条件下开发建设项目不同土地类型下垫面的水土流失规律。 由实验结果分析出扰动地貌最大土壤侵蚀模数是原生地面侵蚀模数的

2.3 倍。

结合防治分区结果,通过预测出工程建设可能造成水土流失总量为

1090.74t ,新增水土流失量 616.50t ,各防治分区水土流失预测表 9—3

表 9— 3 各防治分区新增水土流失量预测结果表

原地貌 防治 分区 占地 类型 荒沟 坡耕地 荒地 坡耕地 扰动后 新增侵 蚀侵蚀模数 土壤侵 蚀量(t) ( t/km .a ) 量( t ) 2 2面积 预测 时 (hm) 段 (a) 侵蚀模数( t/km 土壤侵 蚀.a ) 量(t) 22 2主体工程 取土场 施工场地 施工道路 合计 0.21 0.29 0.02 0.16 0.6 0.1 0.65 0.7 16700 16700 16700 16700 214.50 48.81 23.88 187.04 38410 38410 38410 38410 493.36 112.27 .93 430.19 278.85 63.46 31.05 243.15 0.69 474.23 1090.74 616.50 9.5 水土流失防治目标及防治措施总体布局 1 防治目标

本项目区属全国水土流失重点监督区和重点治理区, 根据《开发建设项 目水土流失防治标准》 ,本工程水土流失防治目标为一级标准。通过各防治 区防治目标分析, 最终确定项目设计水平年的防治总目标为: 扰动土治理率 达到 95%,水土流失总治理度 95%、土壤流失控制比为 0.5 (侵蚀强度以中 度以上侵蚀为主的区域可降低 0.2 )、拦渣率可达到 90%(丘陵区可减少

5%), 林草植被恢复率为 98%,林草覆盖率为 25%。

2 水土保持措施总体布局 工程建设区属于黄土丘陵沟壑区第一副区,主

体工程建设开挖回填土 方、取土场取用土料、 施工道路开挖、 施工场地占压原地表, 将扰动原地貌、 损坏地表植被,减少了地表的覆盖率,使具有一定水土保持功能的原地表变 成裸露面,如果不采取任何防治措施情况下,将导致人为新增水土流失。

根据水土流失预测结果和水土保持防治分区结果,结合主体工程已有水 土保持功能的工程布局,按照与主体工程相衔接的原则,对不同区域新增水

31

土流失部位进行对位治理。建立起工程防治措施、植物防治措施与临时防护 措施相结合的综合防治措施体系,有效控制工程建设新增水土流失。

坝体工程防治区,主体工程设计中已经设置了较为完善的防护工程、坝 坡及道路排水沟等工程防护措施,有效防止了暴雨径流对坝体及坡脚的冲 刷。

由于坝系工程建设区交通条件较差,对于临时道路防治区,一般不恢复 植被,将利用为当地村民的田间生产道路。

9.6 本方案水土流失防治措施设计 9.6.1 坝体工程防治区

1 工程防治措施

主体工程在坝体外坝坡与岸坡交接处、戗台内侧已经设置了纵横排水 沟,断面尺寸为 0.3 ×0.3m。本方案新增坝体工程施工结束后,对坝坡按 设计坡比进行修整,土地整治面积为 0.38hm,使坡面达到平整、密实。

2

2 植物防治措施

对平整后的坝体上下游坡面种植紫花苜蓿和沙打旺 ,种植面积为

2

2

0.38hm。

9.6.2 取土场防治区

1 工程防治措施

对工程建设过程中设置的取土场,当取土结束后,进行土地平整恢复 植被,土地整治面积为 0.29hm。

2

2 植物防治措施 对取土场在施工结束后,及时进行平整,采用鱼鳞坑整

地措施,栽植油 松,恢复植被,栽植面积 0.29hm。整地规格 60×60cm,选用 3 年生壮苗, 株行距 200×200cm。栽时保持苗木根系舒展,栽后踏实,浇透水,春、秋季

植苗造林。造林后,适时浇水、管护。

2

32

9.6.3 施工场地防治区

1 工程防治措施 对工程建设过程中设置的施工场地和堆料场,当施工结

束后,及时清理 平整场地恢复植被,土地整治面积为 0.02hm。

2

2 植物防治措施 施工结束后,及时平整施工场地,恢复植被,人工种草

面积

0.02hm

2

9.6.4 施工道路防治区

1 工程防治措施 工程建设过程中,需要开挖土质临时上坝道路长 400m。

2 植物防治措施 施工结束后,可以利用为田间生产道理。不恢复植被。 9.6.5 水土流失防治措施工程量 本方案水土保持防治措施类型与工程量汇总

详见表 9—4。 表 9— 4

措施类型 一、工程措施 平整( hm) 排水沟 ( 处) 土方开挖( m) 石方开挖( m) 浆砌石砌筑( m) 二、植物措施 植乔木(株) 植灌木(株) 人工种草( hm) 23 本方案防治措施类型与工程量汇总表

大坝 工程区 防治分区 施工 施工生产 道路区 生活区 取土场区 合计 20.38 0.02 0.29 0.69 33 2900 2900 0.40 0.38 0.02 9.7 水土保持监测

开展水土保持监测的目的是:可及时掌握项目区在工程建设过程中的水 土流失情况和水土保持措施的合理性,为同类项目水土流失预测提供资料依

据,对同类地区水土保持科学研究和治理具有非常重要的指导作用,为水土 保持设施的竣工验收提供可靠的数据, 为监督部门执法提供依据。 同时, 通过对工程区各项水土保持措施效果的监测,以达到全面防治水土流失和改 善生态环境的目的。

9.7.1 监测点位

33

根据工程建设中扰动地表的面积、水土流失类型、扰动开挖和临时堆土 的堆积形态、植被状况、水土保持措施布局,本项目划分为 4 个监测区域, 即:坝体工程区、取土场区、施工场地区和施工道路区。根据主体工程的建 设特点、工程平面布局和水土流失预测结果,结合主体工程的施工进度安排 和项目区原有水土流失类型、强度等,确定以取土场和坝体工程为水土流失 监测重点区域。

9.7.2 监测内容和方法

依据《水土保持生态环境监测网络管理办法》 (水利部令第 12 号 2000 年1月 31日)及《水土保持监测技术规程》 (SL277— 2002)的规定,监测内 容包括 :水土流失因子监测、 水土流失动态状况监测、水土流失危害监测、 水土保持措施执行情况监测和水土流失防治措施效果监测。监测方法采取调 查监测与定点观测相结合的方法。通过实施监测,最后计算出水土保持方案 的扰动土地治理率、水土流失治理程度、土壤流失控制比、拦渣率、植被恢 复系数和林草覆盖率等 6 项防治目标的达到值。 表 9— 5

监测时段 施工准 备期 水土保持监测内容、方法、时段及频次表

监测点位 原地貌 监 测 内容 监测方法 监测频次 本底值 1 次 汛期每月 1 次 建设期 1 次 每年冬春季各进 行两次风蚀监测; 汛期 4 次水蚀监 测;不定期巡查。 建设期 1 次 地形地貌、植被状况、土壤侵蚀形 调查监测 + 收集资料分式、水土流失状况等 析计算 降雨量、水蚀量 简易径流小区法 占地面积、占地类型、措施实施数 量、挖填土石方量等 风蚀量、水蚀量、扰动面积、损害 植被面积、弃土弃渣流失量 扰动面积、损害植被面积 调查法 ①定位插钎法 ②侵蚀沟测量法 ③现场巡查 调查监测 大坝区 施工期 取土场区

施工场地区 34

道路工程 输电线路 大坝区 占地面积、占地类型、措施实施数 量 扰动面积、损害植被面积 水蚀量、防治措施数量及恢复状况 调查监测 调查监测 简易径流小区法 +调查 法 每年春秋各一次 每年春秋各一次 汛期每月 1 次 植被恢 复期 取土场区 道路工程

输电线路 每年冬春季个进 行①插钎法 两次风蚀监测; 汛风蚀和水蚀量、 林草植被恢复状况 ②简易径流小区法 期 4 次水蚀监 ③侵蚀沟测量法 +巡查 测;不定期巡查。 风蚀和水蚀量、 林草植被恢复状况 调查监测 每年春秋各一次 每年春秋各一次 风蚀和水蚀量、 林草植被恢复状况 实地调查 9.7.3 监测人员、设备与设施

按照规范要求,本方案需设置 2 名监测人员。按上述监测内容和监测方 法的要求,水土保持监测所需人员、消耗性材料、消耗性设备以及监测设施 详见表 9—6(要根据需要逐年计列 )。

表 9— 6

序号 一二监测人员、设备及设施表

项目、名称 监测人工费 消耗性材料费 玻璃仪器 取样工具 测钎 50m皮尺 钢卷尺 径流泥沙测定仪 设备费 (折旧 25%) 电子天平 比重机 电烘箱 植被高度观测仪 集沙仪 坡度仪 GPS定位仪 EL型电接风向风速仪 自记雨量计 土建设施费 水蚀监测小区 风蚀监测小区 侵蚀沟观测小区 监测标志牌 单位 人年 数量 2 100 1 500 2 2 2 1 2 3 4 5 6 三 个 批 根 个 个 套 台1 2 3 4 5 6 7 8 9 四 个 台 个 套 个 部 台 台 1 2 1 3 2 2 2 2 2 2 2 20 10 1 2 3 4 合计 个 个 个 座 9.8 水土保持投资估算 9.8.1 估算编制原则和依据

1 水土保持方案作为主体建筑工程的一个重要组成部分, 投资估算的编

制依据、价格水平年、人工预算单价、材料预算价格及取费标准等与主体工

35

程保持一致,不足部分可参照相关行业标准。

2 水土保持投资包括主体工程具有水土保持功能的措施投资和方案新 增

措施投资两部分,不重复计列;

3 水土保持设施补偿费单列;

4 遵循估算控制概预算的原则,各项工程单价扩大 10%;

5 水利部水总【 2003】 67 号文关于发布《水土保持工程概(估)算

编 制规定》及《水土保持工程概算定额》的通知;

6 水利部保监【 2005】 22 号《关于开发建设项目水土保持咨询服务

费 用计列的指导意见》;

7 计价格【 2002】 10 号文,国家计委、建设部关于发布《工程勘测

设 计收费管理规定》的通知;

8 《陕西省实施〈中华人民共和国水土保持法〉办法》及有关法律、法

规、制定本规定。

9 《陕西省实施 <中华人民共和国水土保持法 >办法》。 9.8.2 工程单价及取费标准

工程单价由直接工程费、间接费、企业利润和税金组成。直接工程费包 括直接费、其它直接费和现场经费。各项取费标准见表 9—7 表 9— 7 主体工程各项取费标准表

序号 一 二 三 四 五 费用名称 其它直接费 现场经费 间接费 计划利润 税金 计算基础 费率( %) 基本直接费 基本直接费 直接工程费和间接费之和 直接工程费、间接费和计划利润三项之和 4.12 4.78 4.42 7.7 3.22 9.8.3 费用

费用包括建设管理费、工程建设监理费、水土保持方案编制费及勘 测设计费、水土流失监测费、工程质量监督费、水土保持专项验收费。各项 取费见表 9— 8。

36

表 9— 8

一费用取费表

二1 2 三 四 五 六 1 2 一 水土保持工程建设管理费 一至三部分之和的 2% 水土保持方案编制费及勘 测设计费 水土保持方案编制费 根据合同额度计取。 勘测设计费 国家计委、建设部( 2002) 10 号文。 参照建设部 [1992] 价费字 479 号文《关于发布工程建设 监理费有关规定的通知》按照参与监理工作的年平均人 数计算。根据实际工作,需总监理工程师 1 人,监水土保持监理费 .理工 程师 2人,总监按 12.0 万/(人 年)计算,监理工程师 按 10.0 万/ (人.年)计算,均按 3 年计算。 水土流失监测费 按照实际需要计列。 工程质量监督费 不列入 水土保持专项验收费 水土保持设施竣工验收技 按水利部保监【 2005】 22 号文的标准计列。 术评估报告编制费 水土保持技术咨询服务费 按水利部保监【 2005】 22 号文的标准计列。 水土保持工程建设管理费 一至三部分之和的 2% 9.8.4 预备费

基本预备费按第一至第四部分之和的 6%计算。价差预备费按有关规定不 计费。

9.8.5 水土流失补偿费

本项目损坏地貌、 植被补偿费: 按陕西省水利厅 【1994】69 号中的规定, 按照扰动地貌、破坏植被面积征收,工程建设扰动地表及破坏植被面积为 0.69hm,本工程按 0.5 元/m 征收,工程建设共需交纳水土流失补偿费为 0.35 万元。

2

2

9.8.6 水土保持方案估算投资

本方案水土保持总估算投资为 3.49 万元。水土保持工程总投资估算见表 9—7。

表 9—

7

水土保持方案总投资估算表

37

单位:万元

序号 工程或费用名称 第一部分 工程措施 植物措施费 方案 建安工 栽(种) 苗木、草种 设备费 合计 程费 投资 费用 植费 子费 0.40 0.38 0.02 0.00 一 坝体工程区 取土场区 施工场地区 施工道路区 第二部分 植物措施 二 0.377 0.018 0.001 三四 2.13 一 坝体工程区 取土场区 施工场地区 0.0119 0.1075 0.12 2.00 二 0.5220 1.4790 0.0007 0.0062 三0.01 四 施工道路区 第三部分 临时工程 第四部分 费用 一 0.44 0.44 0.05 0.12 0.05 0.20 水土保持工程建设管理费 水保方案编制、 勘测设计费 水土保持监理费 水土流失监测费 0.05 二 0.12 三0.05 四 五 六 0.2 工程质量监督费 水土保持专项验收费 0.02 0.02 2.96 0.18 一至四部分合计 基本预备费 静态总投资 水土保持设施补偿费 0.35 3.49 工程总投资 38

10 工程概算

10.1 编制原则和依据 10.1.1 编制原则

本项目是直属项目,故工程投资估算比照水利工程、开发建设项目 水土保持工程,投资估算由主体工程部分和移民环境部分构成。主体工程部 分执行《水土保持生态建设工程概 (估)算编制规定》,移民环境部分执行 《水 利工程建设征地移民补偿投资概估算编制规定》和《水利工程环境保护设计 概估算编制规定》。移民环境部分投资估算的编制依据、 价格水平年、 人工预 算单价、材料预算价格及取费标准等与主体工程保持一致, 不足部分参照相关行 业标准。

10.1.2 编制依据

(1)《水土保持生态建设工程概 (估)算编制规定》(水总 [2003]67 号);

(2)《水土保持生态建设工程概(估)算定额》 (黄河水利出版社) ; (3)《建设工程监理与相关服务收费管理规定》 (发改价格 [2007]

670 号文);

(4)《工程勘察设计收费管理规定》 (国家计委、 建设部计价格

[2002]10 号);

(5)《关于水利建设工程质量监督收费标准及有关问题的复函》 (国家计 委收费管理司、财政部综合与改革司 计司收费函 [1996]2 号);

(6)《水利工程建设征地移民补偿投资概估算编制规定》 ; (7)《水利工程环境保护设计概估算编制规定》 ;

(8)《大小型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》 (令第 471号);

( 9)《中华人民共和国土地管理法实施条例》 (中华人民共和国令

39

第 256 号)

(10)《开发建设项目水土保持方案管理办法》 (水利部、国家计委、国 家环境保护局 水保 [1994]513 号);

(11)《关于开发建设项目水土保持咨询服务费用计列的指导意见》 (水 利部 保监 [2005]22 号);

(12《)陕西榆林地区水土流失防治费征收使用管理办法》 ,内政计〔1995〕 163 号文;

(13)《陕西榆林地区水土流失防治费征收使用管理办法实施细则》 ,内 水保 [1996]29 号文;

(14)折家山小型拦沙坝典型设计资料;

(15) 陕西榆林地区 2011年第 1季度《建设工程材料价格信息》 。

10.2 基础单价 10.2.1 人工预算单价

本工程位于七类工资区,因此人工工资按七类区标准计算。人工预算单 价见表 10— 1。

表 10-1 人工预算单价表

名称 工资区类别 人工工资 七类 10.2.2 材料预算价格

工程措施 1.9 单位:元 / 工时 林草措施 1.5 主要材料预算价格包括原价、运杂费、采购及保管费三部分,采购及保 管费率取 2%。钢材、木材、水泥原价采用项目建设区 2011年 1季度《造价 信息》发布价格,油料、砂石料原价采用当地同期市场调查价格。主要材料 预算价格见表 10-2。

40

表 10-2 主要材料预算价格表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名称 钢材 水泥 425(袋装) 板枋材 柴油 0 汽油 93 炸药 砂子 碎石 块石 ##单位 元 /t 元 /t 单价 元/kg 元/kg 元/kg 3/ m 元 / m 3 / m元 3/ m元 元 5533.5 515.10 1963.50 8.97 9.2 12.44 96.9 107.10 112.20 10.2.3 施工机械台时费

机械台时费按《水土保持工程概算定额》附录一中的施工机械台时费定 额计算。 一类费用分为折旧费、 修理及替换设备费和安装拆卸费, 以金额计; 二类费用分为人工、动力燃料和消耗材料,以工时数量和实物消耗计算。本 工程主要机械选型见表 10-3 。

表 10-3 主要设备机械选型

序号 机械名称 推土机 履带拖拉机 蛙式打夯机 适用范围 坝体推运土方 坝体碾压 坝体边坝处理 机械选型 1 2 3

74kw 74kw 2.8kw 本工程主要土类级别Ⅱ类,取土场至坝址平均运距取 70m。

10.2.4 施工用电、用水价格

采用当地水电供应部门规定的价格。水价 1.0 元 /m、电价 0.8 元/

3

kwh。 10.3 费用标准

10.3.1 工程单价取费标准

1 主体工程部分

主体工程单价由直接费、间接费、企业利润、税金组成。取费标准见表 10-4。

41

编号 一费用名称 其他直接费 间接费 企业利润 税金 计算基础 基本直接费 直接费 直接费和间接费 直接费、间接费、企业利润之和 费率 二三 四 4.0% 7.0% 4.0% 3.22% 表 10-4

折家山小型拦沙坝工程单价取费标准表

2 移民环境部分

移民环境部分工程单价由直接工程费、间接费、企业利润和税金组成。 直接工程费包括直接费、其它直接费和现场经费。取费标准见表 10-5 表 10-5 折家山小型拦沙坝移民环境部分中水保方案取费标准表

序号 一费用名称 其它直接费 现场经费 间接费 计划利润 税金 计算基础 基本直接费 基本直接费 基本直接费 直接工程费和间接费之和 直接工程费、间接费和计划利润三项之和 费率( %) 4.12 4.78 4.42 7.7 3.22 二 三四 五 10.3.2 费用取费标准

1 主体工程部分

主体工程费用包括建设管理费、 工程建设监理费、 科研勘测设计费,

征地及淹没补偿费和水土流失监测费在“移民环境部分”列支。取费标准见 表 10-6 。

表 10-6 折家山小型拦沙坝主体工程费用取费标准表

编号 费用名称 建设 管理费 内容 项目经常费 技术支持培训费 科学研究试验费 勘测设计费 计算基础 建安工作量 建安工作量 发改价格 [2007]670 号文 费率 1.6% 0.8% 二 工程建设监理费 科研勘测 设计费 按国家计、 建计价 [2002]10 号文计算 建安工作量 四 水土流失监测费 0.6% 2 移民环境部分 移民环境部分费用包括水土保持方案和移民占地处理

两部分。 水土保持方案费用包括建设管理费、工程建设监理费、水土保持方

42

案编制费及勘测设计费、水土流失监测费、水土保持专项验收费,其中水土 流失监测费在总体拦沙工程水土保持监测费中列支,单项工程设计中不再计 费。取费标准见表 10-7 。

表 10-7 折家山小型拦沙坝移民环境部分费取费标准

序号 费用名称 工程建设管理费 方案编制费及勘测设计费 1 方案编制费 2 勘测设计费 建设监理费 四 水土流失监测费 五 专项验收费 一二三计算基础 一至三部分之和 费率 2% 按水利部保监【2005】22 号文的标准计列 国家计委、建设部( 2002)10 号文 发改价格 [2007]670 号文 总体拦沙工程水土保持监测费中列支 1 竣工验收技术评估报告编制费 2 技术咨询服务费 按水利部保监【2005】22 号文的标准计列 按水利部保监【2005】22 号文的标准计列 移民占地处理费用包括勘测设计费、实施管理费、技术培训费、监 理监测评估费。

表 10-8 移民环境部分移民占地处理费取费标准

序号 一费用名称 勘测设计费 实施管理费 技术培训费 监理监测评估费 计算基础 农村安置补偿费 +专业项目补偿费 农村安置补偿费 +专业项目补偿费 农村安置补偿费 +专业项目补偿费 农村安置补偿费 +专业项目补偿费 费率( %) 二3 3 0.5 1.5 三四 3 其他取费标准

工程建设监理费按《建设工程监理与相关服务收费标准》 (发改价格

[2007] 670号文)计算,专业调整系数取 1.2 ,工程复杂程度系数取 0.85 ,高程调整 系数取 1.0 ;科研勘测设计费按国家计委、 建设部计价格 [2002]10 号文《工 程勘察设计收费标准》计算,取费如下:勘测费专业调整

系数

0.55 ,复杂程

度系数 1.0 ,附加调整系数 0.1 ;设计费专业调整系数 0.8 ,复杂程度系数 0.85 , 附加调整系数 0.85 。

10.3.3 预备费取费标准

工程部分基本预备费按一至四部分投资之和的 3%计取,移民占地处理基

43

本预备费按移民占地及淹没补偿费的 2%计取;按国家有关现行规定, 价 差预备费暂不计取。

10.4 工程总投资

折家山小型拦沙坝工程总投资为 58.21 万元,其中工程部分投资 49.91 万元,移民环境投资 8.30 万元。

表 10-9 折家山小型拦沙坝总概算表 单位:万元

序 号 工程或费用名称 设备 费 移民环 建安工 程合计 苗木种 子栽植 费 境投资 费 用 费 费 林草工程费 一 第一部分 工程措施 新建小型拦沙坝 第二部分 植物措施 坝坡绿化 第三部分 封育治理措 施 第四部分 费用 建设管理费 工程建设监理费 44.19 44.19 44.19 44.19 一 二科研勘测设计费 四 水土流失监测费 三 Ⅱ 一 二 三 ∑ 第一至四部分合计 基本预备费 静态总投资 移民环境投资 淹没、占地处理补偿费 水土保持方案费 环境保护工程费 总投资 44.19 1.33 45.52 4.27 1.06 0.82 2.12 0.27 4.27 0.12 4.39 4.27 1.06 0.82 2.12 0.27 48.46 1.45 49.91 8.30 8.30 3.07 3.07 5.23 5.23 45.52 4.39 8.30 58.21 10.5 资金筹措 10.5.1 资金筹措原则

本项目是无定河防洪减沙工程体系的重要组成部分,属国家大江大河治 理项目,主要目的是尽快拦截对无定河下游河道淤积影响最严重的粗泥沙、 减少无定河下游河道淤积,鉴于项目任务的紧迫性以及项目实施地区地广人 稀、自然条件恶劣、人民贫困等不利因素,项目建设所需资金全部由国家投 资。

10.5.2 资金筹措方案

44

折家山小型拦沙坝工程 58.21 万元,全部为国家投资。

11 效益分析

11.1 基础效益

折家山小型拦沙坝修建后, 在设计淤积年限内, 可拦截泥沙 11.26 万

3

3

m, 年最大拦蓄洪水泥沙能力为 6.98 万 m,使坝控范围内的洪水泥沙得到

有效拦 蓄和调节。

11.2 经济效益 经济效益包括直接经济效益和间接经济效益,直接经济效益为

坝地种植 效益,间接经济效益为拦泥效益。

1 坝地种植效益

工程达到淤积年限后,可淤成坝地 2.32hm,坝地利用率按 80%计算,坝 地亩产按 400kg 计算,粮食单价为 1.5 元 /kg ,扣除每亩种植投入种子、 化肥、 农药的成本 200元,每年可净收入 1.11 万元,按 10 年种植期计算,累计种 植效益为 11.1 万元。

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2 拦泥效益

该工程建成后共计可拦蓄泥沙 11.26 万 m,按照上游产生 1 立方泥沙其 中三分之一输入下游河床,下游每清淤 1t 泥沙 15 元计算,则拦泥效益可达 41.66 万元。

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11.3 生态效益

折家山小型拦沙坝建成后对坝控面积内的洪水泥沙有效拦蓄和调节,使 水土流失得到了有效控制,一是避免了土壤养分的流失,改善了生物生长的 土壤环境,有利于生物的生长发育,提高了产量;二是淤成坝地后,坝地粮 食产量可达坡耕地的 5-8 倍,促进流域退耕还林和封育治理的开展;三是可 有效减少进入下游河道的泥沙特别是粗颗粒泥沙, 减轻下游河道的淤积速度。

11.4 社会效益

工程建成后淤成的坝地,为当地农业生产创造了良好的条件,促使当地 农

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民改变过去广种薄收的习惯,提高了劳动生产率。而且工程建成后,可涵 养水源,削减洪峰, 保护下游村庄道路安全, 能有效的促进农村经济的发展。

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